[發明專利]用于直流電弧熔爐的電弧偏斜的補償系統和方法

有效

• 申請號: 200680047476.4
• 申請日: 2006-11-29
• 公開（公告）號: CN101331375A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 弗雷德里克·彼得勒斯·格雷林;彼得勒斯·赫爾曼納斯·斯沃特
• 申請（專利權）人: 弗雷德里克·彼得勒斯·格雷林;彼得勒斯·赫爾曼納斯·斯沃特
• 主分類號: F27D11/08
• 分類號: F27D11/08;F27B3/08;H05B7/148;C21C5/52
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 謝靜;楊勇

背景技術

本發明涉及直流電弧熔爐，更具體地涉及一種調節系統和方法， 例如通過減少或減輕熔爐電弧區域中的電弧偏轉或偏斜來調節。

一種已知的直流電弧熔爐，包含一個橫截面通常為圓形的容器， 該容器包括了一個封閉的頂部，一個單電極從該頂部軸向地延伸到一 個由該容器所限定的室中。該電極作為陰極由主熔爐電路連接到直流 電源的一個極。另一個電極通過陽極導體連接到位于該容器底上的陽 極端。在熔爐電弧區域中的電弧的偏轉是一個眾所周知的問題，其中 所述電弧區域在電極的一個遠端和容器中熔化材料的熔體之間延伸。 偏轉是由一個在該電弧區域內的橫向磁場產生的力導致的，其中所述 磁場是主電路中電流所導致的結果。作為電弧偏轉所導致的結果，該 容器的壁上的熱負荷并不對稱，這進而導致該壁的不均勻磨損，并可 能導致長的停機時間和高的耐火材料成本。

已知有多種用于減少和/或減輕電弧偏轉的系統和方法，但是對至 少一些應用來說，它們是不適合的。

發明目的

從而，本發明的目的之一就是提供一種替代性的調節系統和方法， 例如通過減少或減輕直流電弧熔爐中的電弧偏斜。

發明內容

根據本發明，提供了一種直流電弧熔爐系統，該直流電弧熔爐系 統包含：

一個電弧熔爐，包含一個延伸進容器的電極；

一個主直流電源，由一個主熔爐電路連接到該電極以及連接到該 容器底處的陽極區域，該主熔爐電路包含一個連接到該陽極區域并且 自該陽極區域向該容器的外部延伸連接到該主直流電源的陽極導體； 和

一個電弧偏斜補償系統，包括一個與該主熔爐電路分離的補償電 路，且所述補償電路是由一個與主電源分離的補償電源供給能量。

在本說明書中，“分離”一詞在涉及補償電路中用到時，是用于 表明在該補償電路中的一個參數，例如電流，是獨立于該主熔爐電路 中的相應或相關參數或可獨立地被控制的；以及在涉及該補償電源中 被用到時，用于表明該補償電源與該主電源獨立或可獨立于該主電源 被控制。該補償電路和主電路可以彼此電絕緣，或者可以共享一個接 地/地線。

本系統的主平面，對稱地延伸穿過主熔爐電路和電極。

配置該補償電路，以使該補償電路中的電流在該熔爐的電弧區域 內導致一個與主電路中的主電流在電弧區域內導致的磁場的方向不同 的磁場，所述電弧區域在電極的一個遠端和熔爐中的材料體之間延伸。 該不同的方向可以和該主電流導致的磁場的方向相反，或與其橫交。

可以配置該補償電路，以使得由該補償電路中的電流導致的該磁 場基本抵消由主電路中的電流導致的磁場。

該補償電路可以包含一個主補償翼，該主補償翼在該陽極導體的 區域內基本平行于陽極導體并朝向該陽極區域延伸。

該補償電路可以包括至少一個第一線圈和一個第二線圈。每個線 圈可以包括多個繞組，且可以具有任意適合的形狀或結構，例如圓形、 橢圓形和包括基本平行的相對的較長的第一翼和第二翼的矩形。

在第一實施方案中，可以將第一線圈和第二線圈安排成使一個基 本垂直于該主平面的且位于該容器的底之下的第二平面對稱地延伸穿 過兩個線圈的第一翼和第二翼，這些線圈被安排成彼此并列且相對于 該主平面對稱。

在第二實施方案中，第一線圈和第二線圈可以被安排在該容器的 底之下，以使平行于該主平面并關于該主平面對稱的各平面延伸穿過 各線圈的第一翼和第二翼。

在第三實施方案中，該第一線圈和第二線圈可以被定位為鄰近該 容器的側壁，且位于該容器的徑向相對的區域中，且至少一部分位于 該底之上，以使得平行于該主平面并關于該主平面對稱的各平面延伸 穿過各線圈的第一翼和第二翼。

在第四實施方案中，該第一線圈和第二線圈可以被定位為鄰近該 容器，且位于該容器的徑向相對的區域中，以使相對主平面對稱地延 伸的，且平面之間有一角α的各平面延伸穿過各線圈的第一翼和第二 翼，且其中0°＜α＜180°。

該補償電源可以是一個單獨的電源，替代地該補償電源可以包括 用于所述至少第一線圈和第二線圈中的每一個線圈的各個獨立電源。